سیستم های خنک کننده های هوا

تنظیم کننده هوا و خنک کننده های ناحیه ای [۱]

تهویه هوا موثرترین گزینه برای کاهش دمای هوا و رطوبت نسبی است. در بعضی ایالت های آمریکا مانند آریزونا[۲] استفاده از سیستم های خنک کننده ی هوا  درون بهاربندهای خنک شده (THI=71) ، باعث بهبود باروری شده است. مطالعات، افزایش معنی دار  چربی  اصلاح شده شیر تا ۴% را در فلوریدا[۳] و لویزیانا[۴] هنگامی که گاوها در بهاربندهایی با امکانات تهویه ی هوا بوده اند، در مقابل گاوهایی که بیرون نگه داشته شده اند، گزارش کرده اند. در میزوری[۵]، هان[۶] و همکاران بهاربند همراه با سیستم تهویه را با منطقه ای خشک که تحت شرایط متفاوت طبیعی بوده است مقایسه کرده اند، و دریافتند، سیستم خنک کننده شرایط محیطی بهتری را فراهم می کند، در نتیجه به طور میانگین دمای رکتال کاهش پیدا کرده (۰.۴ درجه سانتی گراد) و تولید خالص شیر نیز افزایش یافته است (۰.۵ کیلوگرم در روز). اخیرا، شرایط محیطی در بهاربندهایی با خنک کننده و استفاده از سیستم تبخیری دوش، فن و ساختمان هایی با تهویه تونلی توسط باکلین[۷] و همکاران مقایسه شدند. تمام روش های خنک کننده در مقایسه با بیرون، شرایط بهتری را ایجاد کرده بودند. هرچند تنها در بهاربند های کولر دار، THI در زیر ۷۲ باقی مانده بود.

خنک کننده های ناحیه ای  ، در بالای سر و گردن حیوان نصب می شوند و هوای خنک را به بالای سر و گردن گاو می دمند . مطالعه های اخیر نشان داده اند که خنک کننده های ناحیه ای که  هوایی به میزان ۱۹.۴-۲۷.۸ درجه سانتی گراد زیر دمای محیط ایجاد می کنند زمانی که گاوها در معرض آب و هوای بسیار گرم محیطی (۳۲.۲ – ۴۰.۵ درجه سانتی گراد) قرار گیرند، سبب کاهش دمای رکتال و تعداد تنفس می شوند. همچنین هان و همکاران و کانتون[۸] و همکاران دریافتند که استفاده از این سیستم خنک کننده هوا با ایجاد دمای ۸.۵-۱۵.۵ درجه سانتی گراد بطور موثری دمای رکتال و تعداد تنفس را کاهش می دهد. که کاهش دمای رکتال و تعداد تنفس و افزایش ۷-۱۹ درصدی تولید شیر  درمطالعات دیگر عنوان شده است.

مه پاش ها و آب پاش ها

سیستم های خنک کننده تبخیری با استفاده از انرژی (گرمای) هوا، آب را تبخیر می کنند. تبخیر آب در هوای گرم منجر به کاهش دمای هوا می‌شودوافزایش  رطوبت نسبی می شود. آب می تواند از نازل‌های خودکار، پوشال یا بالشتک (پد)های خنک کننده  تبخیر شود.

سیستم های مه پاش فشارقوی (>200 psi) که به صورت نازل حلقه ای شکل جلوی فن   قراردارند، ریزقطرات خوبی از آب در هوای اطراف پخش می کنند. ریزقطراتی که خارج می شوند، فورا در جریان هوا پخش ‌شده و به سرعت تبخیر می‌شوند ودر نهایت گاوها با دمیده شدن هوای سرد شده روی بدنشان ‌و همچنین تنفس هوای سرد شده، خنک می‌شوند. سیستم های آب پاش، ریزقطرات درشت تری (با قطر ۱۵ و ۵۰ میکرومتر) را نسبت به سیستم های مه پاش تولید می کنند، اما هر دو هوا را با یک روش یکسان خنک می‌کنند.

باکلین و همکاران سیستم مه پاش را در یک گاوداری مجهز به تهویه تونلی در فلوریدا تست کردند. این گاوداری همچنین مجهز به دوش های بالای آخور بود، که تنها در شب، زمانی که مه پاش ها خاموش بودند کار می کردند. شرایط محیطی این جایگاه با فضای بیرون و با جایگاه دیگری که تنها مجهز به آب پاشهای ۲۴ ساعته بود مقایسه شد. THI در جایگاه مجهز به مه پاش به مقدار کمی پایین تر از  سایر شرایط بود که درنهایت نشان از  خنک تر شدن گاوها داردبروک[۹] و همکاران، نتایج مشابهی را در مطالعه خود با جایگاه های مشابه و دوره زمانی یکسان گزارش کرده اند.

در مکان هایی که معمولا رطوبت پایینی دارند مانند آمریکا (آریزونا، کانساس و کالیفرنیا) و عربستان سعودی، استفاده از سیستم های آب پاش با موفقیت روبرو بوده است. مطالعات زیادی شرایط محیطی و پاسخ های فیزیولوژیکی گاوهای شیری را زیر آبپاش ها در جایگاه های باز و یا مجهز به فن مقایسه کرده اند. به طور کلی، دمای محیط در جایگاه هایی که از تکنولوژی آب پاش استفاده می‌کنند، ۲ تا ۹ درجه سانتیگراد، نسبت به جایگاه های بدون خنک کننده های تبخیری سردتر است. هرچند استفاده از آب پاش، رطوبت نسبی را ۸ تا ۵۰ درصد افزایش می دهد،  در مجموع سیستم های آب پاش منجر به کاهش ۱ تا ۵ واحد THI می شوند. این رخداد با فرمول تهیه شده توسط سنت-پیر[۱۰] و همکاران که میزان مشابه کاهش THI را با استفاده از سیستم های آب پاش در دماهای بالا تعیین کرده است، مطابقت دارد . به طور کلی استفاده از سیستم های آب پاش برای گاوهای شیری مفید است، به طوری که منجر به کاهش دمای رکتال ( – ۰.۸ درجه سانتیگراد) و تعداد تنفس ( -۲۰ تنفس در دقیقه) می‌شود.  مطالعات زیادی، تاثیر مثبت سیستم‌های آب پاش را روی تولید شیر (+۱.۷ کیلوگرم در روز) نشان داده اند.

 استفاده از پوشال یا بالشتک (پد) های تبخیری (سیستم کولر آبی)

پوشال ها از مواد بافته فیبری ( مانند پوشال کولر) ساخته شده اند، که در بین خود سوراخ های بزرگی دارند و در قسمت ورودی هوای سیستم های دمنده استفاده می شوند. به این ترتیب، هوای ورودی از محیطی میانجی حاوی آب فراوان عبور می کند و در نتیجه تبدیل آب به بخار باعث می شود که گرما از هواگرفته شده و دمای هوا کاهش یابد، در این حالت رطوبت هوای ورودی افزایش می یابد.

اصطبل هایی که از سیستم کولر آبی همراه با تهویه ی تونلی استفاده می کنند در گرم ترین روزها در حدود ۵.۶-۲.۳ درجه خنک تر هستند. در هر صورت از آنجایی که رطوبت نسبی افزایش می یابد (۲۷-۲۲ درصد)  اثر نهایی این سیستم خنک کننده روی THI کم است (تنها ۲ واحد). نصب سیستم های کولر آبی در محل نگهداری گاو  در محیط بسته، در مقایسه با سیستم هایی که یک طرف آن باز است و سیستم خنک کننده ندارندیا فن یا دوش یا هردو را دارند ، ممکن است دمای مرکزی بدن را یک درجه و تعداد تنفس را ۲۲-۲ بار در دقیقه کاهش دهد. شیاو[۱۱] و همکاران نشان دادند که دمای واژن و تعداد تنقس تحت تاثیر سیستم های دوش تغییر می کند. در نهایت پوشال ها اثری بر روی دریافت ماده خشک یا شیر نداشتند.

روش هایی که منجر به کاهش بیشتر دمای بدن دام می شود

افزایش تبادل دما به طور عمومی در برگیرنده از دست رفتن دما از سطح پوست با افزایش مکانیزم های از دست رفتن دما شامل هدایت Conduction (تماس مستفیم با سطوح)، کانوکشن Convection (همرفتی، تماس با مایعات در جریان) و تعریق Evaporation (فاز مایع به بخار از طریق پوست یا سیستم تنفسی) است.

 حرکت هوا

حرکت هوا عامل مهمی در از بین بردن استرس گرمایی است، چرا که با استفاده از همرفتی و هم تعریق  گاو را خنک می کند. اضافه کردن فن ها در صورتی که جریان طبیعی هوا کافی نیست می تواند کمک موثری باشد.

 فن های پنلی یا فن های سبدی

فن های سبدی یا پنلی معمولا برای خنک کاری استفاده می شوند. به طور معمول، این فن های با حجم کم (۴۷۰-۲۳۵ لیتر بر ثانیه)، سرعت بالا (۲.۵-۱)(LVHS) با قطر ۱.۲-۰.۶ متر ساخته می شوند. این فن ها باید با فاصله ده برابر قطر خود نصب گردند، و جهت نصب آنها باید در جهت بادهای غالب در منطقه باشدو درزمان نصب به اندازه ای شیب داشته باشند که جریان هوا تا زیر فن بعدی ادامه یابد.

افزودن فن های  LVHS به اصطبل هایی که طرفین آن باز است نیز برای گاو موثر بوده است. در حقیقت گاوهایی که تهویه داشته اند دمای مقعدی پایین تر(۰.۴ درجه سانتیگراد) و تنفس پایین تر (۱۱ بار کمتر) و باروری بیشتر (۳۰ درصد) در مقایسه با گروه بدون تهویه داشته اند. همچنین گروه با تهویه غذای بیشتری خورده اند(۰.۶ کیلو در روز) و شیر بیشتری تولید کرده اند (۱ کیلو در روز).

[۱] Air conditioning and zone cooling

[۲] Arizona

[۳] Florida

[۴] Louisiana

[۵] Missouri

[۶] Hahn

[۷] Bucklin

[۸] Canton

[۹] Brouk

[۱۰] St-Pierre

[۱۱] Shiao

منبع:

Fournel, S., V. Ouellet and E. Charbonneau (2017). “Practices for Alleviating Heat Stress of Dairy Cows in Humid Continental Climates: A Literature Review.” Animals (Basel) 7(5).